本论文主要开展了三个方面的研究：设计能减小写电流和简化制造工艺的CRAM新型结构存储元；构建反映CRAM存储元阻值变换规律的存储元电路模型；设计能顺利进行数据存储识别的完整的CRAM存储器驱动电路。首次从考察存储元与外围电路热兼容的角度，提出具有“相变层+加热层+相变层”结构的“工”形存储元，此结构由于使用较小尺寸加热层的两端同时加热相变材料，一方面，通过对设计出来的存储元进行电流加热使其相变的情况下进行温度分布计算模拟得知，进一步减小了存储元的复位写电流；另一方面，此结构下晶体管能承受在存储元高温相变时带来的温度影响，顺利实现了存储元与外围电路的热兼容。在数据信息的控制下选择代表两种存储状态的电阻来简单地实现了对存储元的电路模拟，实现了写信号下存储元电路模型发生预期的阻值变换，为存储器的驱动电路设计提供可以使用的存储元电路模型。此存储元电路模型为本文的驱动电路设计所用，成功地检测了读数据电路的正确性。完整地实现CRAM从外部信号接口开始的驱动电路结构，此结构又分成控制信号模块、脉宽选择模块、读写控制模块、译码器与存储矩阵模块等分模块，设计中，针对不同模块在存储器驱动中的不同功能，研究所有模块的内部结构，设计和研究所有模块的内部原理结构及功能描述，并且成功地将各个模块合理地衔接。在驱动电路设计中，原创性地设计出了带有传输门的读数据电路结构，此读电路不仅能与CRAM驱动电路的其它部分完好地结合，而且能在写数据时控制可能存在的读数据的传输，避免不必要的数据干扰。总之，本文研究的内容达到预定目标并具有一定的创新性和完整性，进一步推动了CRAM向成品化的发展。